提高50MW发电机励磁系统稳定性

来源:用户上传      作者: 初秀云

　　[关键词]发电机；励磁系统；稳定性
　　
　　同步发电机励磁系统，是电力系统中最主要的自动控制系统之一。它担负着机端电压控制和并列运行各机组间无功功率稳定分配以及维持电力系统稳定运行等多种任务。由于某热电厂发电机组及励磁控制设备随着运行时间的积累，机电设备的缺陷老化渐渐增多，尤其是励磁装置的缺陷日渐暴露出来，为确保机组运行的稳定性、可靠性，需进行技术改造。
　　
　　一、可控电机励磁系统的缺陷与功能
　　
　　原励磁调节装置采用半导体分立式模拟调节器的电压源――可控硅自并励励磁系统，在运行和维护的暴露的缺陷主要有：1.励磁调节器柜内大部分器件为晶体管分立元件，长时间运行易发热损坏，造成可控硅失控，烧坏可控硅，导致事故停机：晶体管特性也随温度变化和运行时间的加长而变化，造成调节性能不稳定，故障查找相当困难，调试烦琐并且调试周期长。晶体管元件的型号近年已改用新型号或淘汰，其备品备件购买困难。2.励磁量测、综放、积分、滤波、同步、移相触发、脉冲等板均采用印刷板插件，长期运行中由于板脚震动易造成接触不良，使机组运行不稳定、不可靠。3.单元板插件多，小线连接复杂，出现电路回路故障机率多，经常更换单元板，维护工作量大，维护费用较高，经济效益差。4.由于振动原因经常引起常规电磁继电器触点抖动，发生冷却风机停转，或误发信号等故障，导致可控硅过热，烧坏可控硅，造成事故停机，同时给运行人员监视励磁装置带来困难。5.功能相对较少，不能更好地满足现代电网安全、经济、可靠运行要求。
　　近几年来，微机励磁调节器以其硬件结构简单清晰、设备通用性好、标准化程度高、软件灵活、能够方便实现多种功能和满足各种控制规律的要求等优点，在许多电厂得到了广泛的应用。WKKL-2000发电机励磁调节器的基本任务是维持发电机的机端电压恒定、通过合理的调差设置保证并列运行的机组间无功功率的合理分配，通过快速的励磁响应提高电力系统的暂态稳定和静态稳定。除了以上基本的控制调节功能外，具有以下特点：PSS-2A型电力系统稳定器模块在WKKL-2000微机励磁调节器应用，使得有利于提高电力系统稳定性。保证了测量通道的精度和快速性。通道及调节器及功率柜之间通过可靠的现场总线CAN-BUS进行连接，实现数据共享和协调控制具有强大的网络功能。方便、友好的人机界面。WKKL-2000发电机励磁调节器采用大屏幕液晶显示器，采用树型菜单结构，方便直观，可以结合键盘进行参数整定，测量显示，试验控制等功能，并能在此屏幕上显示试验波形和故障波形，以及故障类型和事件SOE。同时选用ESM-V1.0软件包可以在上位机上更加方便的实现上述功能。
　　通过WKKL-2000微机励磁装置软硬件结构和功能研究，并对微机励磁装置在火电厂运行经验的调研，同时结合热电厂机组运行实际情况，针对该励磁装置不能满足该厂机组运行要求的地方，在原有的设计的基础上该装置进行了一些改进，决定采用WKKL-2000型双微机励磁装置。实现一套励磁装置两个微机调节器，一个工作，另一个备用，并自动无扰动切换。进一步提高了发电机励磁系统运行可靠性。
　　
　　二、微机励磁装置的应用效果
　　
　　结合2005年机组全停时机，某热电厂对原有的HZL-1装置进行更新改造，两台励磁装置分别于2005年8月、2005年10月顺利通过了72h运行。
　　通过运行情况显示了该项技改的经济效益。过去单机因励磁装置故障停机时间每年约72h，现在几乎降为零。逆变灭磁的方式使得正常停机操作可以不去跳开发电机灭磁开关，减少合闸冲击，延长直流电源装置使用寿命。该装置卓越的功能使机组开机启励极其简单。只需按两下启励按钮，在5s内自动与电网电压保持一致。甩负荷等事故停机电压相应时间短，大大减轻了对发电机的冲击。机组的励磁系统的故障均可以从显示器上看出，只需相应检查指定部分，使检修时间大大缩短。容错技术使不正常停机大大减少，大多数一种故障出现，可以继续数小时运行，可有计划地处理。
　　
　　三、装置的推广及应用前景
　　
　　原#1和#2发电机励磁装置为半导体励磁装置，采用上世纪70年代的模拟控制技术，设计线路复杂，元件较多，装置的整体性能不高，调试步骤繁多，参数难以精确整定等问题，维修困难。必须由具有相当专业素质的人员才能胜任这些工作。改造后的励磁装置综合运用了同步发电机的现代励磁控制理论，采用目前国际上较流行的数字控制技术及半导体可控整流技术，完全不同于以前采用模拟控制技术的励磁装置。其主控单元通过对同步发电机的运行参数、运行曲线及特性曲线进行优化处理，达到了对同步发电机运行的最佳控制，对液晶显示技术加以运用，更友好的界面，满足发电机正常发电的需要，同时控制发电机组间无功功率的合理分配，满足电力系统安全运行的需要，提高了电厂的自动化水平，提高发电机组运行的可靠性。提高了电力系统稳定性。是目前电厂及电站的主流产品，推广应用前景可观。
　　
　　(编辑：　惠霞)

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